JP3135379B2 - Image stabilization device - Google Patents

Image stabilization device

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JP3135379B2
JP3135379B2 JP04239596A JP23959692A JP3135379B2 JP 3135379 B2 JP3135379 B2 JP 3135379B2 JP 04239596 A JP04239596 A JP 04239596A JP 23959692 A JP23959692 A JP 23959692A JP 3135379 B2 JP3135379 B2 JP 3135379B2
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correction
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apex angle
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研一 木村
勝美 梓澤
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、通過光束の進行方向を
任意に変えることができる可変頂角プリズム装置を用い
た防振レンズを有するビデオカメラ等のカメラ装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a camera device such as a video camera having a vibration-proof lens using a variable apex angle prism device capable of arbitrarily changing the traveling direction of a passing light beam.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ビデオカメラ等のカメラ装置の自
動化が進み、自動露出調節手段や自動焦点調節手段な
ど、様々な機能が実用化されている。
2. Description of the Related Art In recent years, camera apparatuses such as video cameras have been automated, and various functions such as automatic exposure adjusting means and automatic focus adjusting means have been put to practical use.

【0003】これらの自動化機能を一つとして、様々な
原因によって発生する画面の有害なぶれを軽減するぶれ
補正手段が考案され、また、実用化されつつある。
[0003] As one of these automation functions, blur correction means for reducing harmful blur of a screen caused by various causes has been devised and is being put into practical use.

【0004】特にビデオカメラ等のカメラ装置において
は、使用される撮影レンズとしてズームレンズを用いる
のが一般的であり、そのズーム比も年々大きくなる傾向
が強い。一方カメラ装置の小型化も顕著であり、撮像画
面サイズの小型化、高密度実装技術の発展、小型レコー
ダーメカシャーシの開発などを背景に、片手で撮影が可
能な小型機種まで現われてきている。
In particular, in a camera device such as a video camera, a zoom lens is generally used as a photographing lens to be used, and the zoom ratio tends to increase year by year. On the other hand, the miniaturization of camera devices is also remarkable, and with the background of the miniaturization of the imaging screen size, the development of high-density mounting technology, and the development of a small-sized recorder mechanical chassis, small-sized models capable of performing one-handed imaging have appeared.

【0005】しかしながら、このようなズームレンズを
備えた小型のビデオカメラを用いる場合、撮影者の手ぶ
れに起因する画面の有害なぶれが発生し、このぶれを除
去し、安定した画面を得るために、様々なぶれ防止手段
が提案されている。これらのぶれ防止手段を用いれば、
このような手ぶれによる画面の有害なぶれだけでなく、
船舶や自動車などからの撮影に際して、三脚を用いても
有害な手ぶれが除去しえないような状況においても大き
な効果を有することは言うまでもない。
However, when a small-sized video camera equipped with such a zoom lens is used, harmful blurring of the screen due to camera shake of the photographer occurs, and in order to eliminate this blurring and obtain a stable screen. In addition, various shake preventing means have been proposed. By using these blur prevention means,
Not only do harmful screen shakes caused by such shakes,
Needless to say, when photographing from a ship or a car, a great effect can be obtained even in a situation where harmful camera shake cannot be removed even by using a tripod.

【0006】このぶれ防止手段は、ぶれを検出するぶれ
検出手段と、検出されたぶれの情報に応じて画面として
ぶれが発生しないように、なんらかの補正を行なうぶれ
補正手段を、少なくとも含んで構成されている。
The shake preventing means includes at least a shake detecting means for detecting a shake, and a shake correcting means for performing some kind of correction so that the screen does not shake in accordance with the detected shake information. ing.

【0007】ぶれ検出手段としては例えば、角加速度
計、角速度計、角変位計などが知られている。
As the shake detecting means, for example, an angular accelerometer, an angular velocity meter, an angular displacement meter and the like are known.

【0008】又、ぶれ補正手段としては、本件同一出願
人による可変頂角プリズムを用いるものや、得られた撮
像画面情報の中から実際に画面として用いる領域を切り
出すように構成したビデオカメラにて、その切り出し位
置をぶれが補正される位置に順次変更していく方法など
が知られている。
Further, as the shake correcting means, a means using a variable apex angle prism by the same applicant or a video camera configured to cut out an area actually used as a screen from the obtained imaged screen information is used. A method of sequentially changing the cutout position to a position at which blur is corrected is known.

【0009】補正手段として、前者のように可変頂角プ
リズムや、その他のなんらかの光学的手段を用いて撮像
素子上に結像する像の段階でぶれを除去するような方法
をここでは光学的補正手段と称し、後者のようにぶれを
含んだ画像情報を電子的に加工してぶれを除去する方法
を電子的な補正手段と称する。
As a correction means, a method of removing blur at the stage of an image formed on an image pickup device by using a variable apex angle prism or some other optical means as in the former method is used here as an optical correction method. The method of electronically processing image information including blur, such as the latter, to remove blur is referred to as electronic correction means.

【0010】一般的に、光学的補正手段はレンズの焦点
距離にかかわりなく、カメラのぶれ角度として定められ
た角度以内のぶれに対しての補正が可能であり、従っ
て、ズームレンズのテレ側の焦点距離が長い場合でも、
実用上問題のないぶれ除去性能を有することが出来る。
しかし、大きくなるという欠点を有している。
Generally, the optical correction means is capable of correcting a camera shake within an angle defined as a camera shake angle irrespective of the focal length of the lens. Even if the focal length is long,
It is possible to have the blur removal performance which has no practical problem.
However, it has the disadvantage of being large.

【0011】これに対して、電子的な補正手段は画面上
での例えば画面の縦寸法に対する補正率といったものが
一定である。従って、テレ側の焦点距離が長くなるにし
たがって、ぶれ除去の性能は劣化する。電子式の場合一
般に小型化に対しては有利となることが多い。
On the other hand, the electronic correction means has a constant correction rate on the screen, for example, for the vertical dimension of the screen. Therefore, as the focal length on the telephoto side increases, the performance of blur removal deteriorates. In the case of the electronic type, it is often advantageous for miniaturization.

【0012】図8は焦点距離とカメラのぶれ角度との関
係を画面上の被写体位置で説明した図である。図におい
て、カメラが22で示した位置にある時のレンズの光軸
は23であり被写体である人物21の顔をほぼ中心にと
らえていることになる。この状態からa度、手ぶれによ
りカメラが回転したとする。この時のカメラ位置を24
で、光軸を25で示す。
FIG. 8 is a diagram illustrating the relationship between the focal length and the camera shake angle based on the position of the subject on the screen. In the figure, when the camera is at the position indicated by 22, the optical axis of the lens is 23, which means that the face of the person 21 which is the subject is almost centered. Assume that the camera is rotated by a degree from this state due to camera shake. The camera position at this time is 24
And the optical axis is indicated by 25.

【0013】図8における(B)と(C)はこの図8の
22と24で示すカメラ位置での画面位置を示してお
り、(B)はズームレンズのテレ端での状態を、(C)
はワイド端での状態を示す。26は画面内の被写体を示
しており、27及び29は22の位置での、28および
20は24の位置での画面を示している。
FIGS. 8B and 8C show the screen positions at the camera positions indicated by 22 and 24 in FIG. 8, and FIG. 8B shows the state at the telephoto end of the zoom lens. )
Indicates the state at the wide end. 26 indicates a subject in the screen, 27 and 29 indicate screens at the 22 position, and 28 and 20 indicate screens at the 24 position.

【0014】図9から明らかなように、同じa度のカメ
ラぶれであっても、当然、レンズの焦点距離が長い方
が、画面上のぶれとしては害が大きい。したがって、特
にテレ端の焦点距離の長いレンズと組み合わせるような
ぶれ除去手段においては、可変頂角プリズムを用いるよ
うな光学的手段は有効なぶれ補正手段といえる。
As is apparent from FIG. 9, even if the camera shakes at the same a degree, the longer the focal length of the lens is, the more harmful the camera shake is on the screen. Therefore, especially in the case of a blur removing unit which is combined with a lens having a long focal length at the telephoto end, an optical unit using a variable apex angle prism can be said to be an effective blur correcting unit.

【0015】図9に可変頂角プリズムの構成を示す。図
において31と33はガラス板であり、37は例えばポ
リエチレン等の材料で作られた蛇腹部分である。これら
のガラス板と蛇腹で囲まれた内部に、例えばシリコンオ
イル等による透明な液体32が封入されている。
FIG. 9 shows the configuration of the variable apex angle prism. In the figure, 31 and 33 are glass plates, and 37 is a bellows portion made of a material such as polyethylene. A transparent liquid 32 made of, for example, silicon oil or the like is sealed in the interior surrounded by these glass plates and bellows.

【0016】図9(B)では2枚のガラス板31と33
は平行な状態であり、この場合、可変頂角プリズムの光
線の入射角度と出射角度は等しい。一方図9(A)、
(C)のように角度を持つ場合にはそれぞれ光線34、
36で示した如く光線は或角度をもって曲げられる。従
って、カメラが手ぶれ等の原因により傾いた場合にその
角度に相当する分光線が曲がるように、レンズの前に設
けた可変頂角プリズムの角度を制御することによって、
ぶれが除去できるものである。
In FIG. 9B, two glass plates 31 and 33 are shown.
Are parallel, and in this case, the incident angle and the exit angle of the light beam of the variable apex angle prism are equal. On the other hand, FIG.
In the case of having an angle as shown in FIG.
The ray is bent at an angle, as shown at 36. Therefore, by controlling the angle of the variable apex prism provided in front of the lens so that when the camera is tilted due to camera shake or the like, the spectral line corresponding to the angle is bent.
Blur can be removed.

【0017】図10はこの状態を示しており、図10
(A)にて可変頂角プリズムは平行状態にあり、光軸は
被写体の頭をとらえているとすると、(B)のようにa
度のぶれに対して図の様に可変頂角プリズムを駆動して
光線を曲げることにより撮影光軸は相変わらず、被写体
の頭をとらえ続けられる。
FIG. 10 shows this state.
In (A), the variable apex angle prism is in a parallel state, and the optical axis captures the head of the subject.
By driving the variable apex angle prism as shown in the figure to bend the light beam against the fluctuation of the degree, the photographing optical axis is still unchanged and the head of the subject can be continuously captured.

【0018】図12はこの可変頂角プリズムとそれを駆
動するアクチュエーター部および、角度状態を検出する
頂角センサーを含む、可変頂角プリズムユニット等の分
解斜視図である。実際のぶれはあらゆる方向で出現する
がこれに対処するよう可変頂角プリズムの前側のガラス
面と後ろ側のガラス面はそれぞれ90度ずれた方向を回
転軸として回転可能なように構成されている。ここでは
同一機能を果たす構成部品については同一番号を符す
が、添え字a,bは90度ずれた部品を示す。尚b側の
部品の一部不図示となっている。
FIG. 12 is an exploded perspective view of a variable apex angle prism unit and the like including the variable apex angle prism, an actuator for driving the prism, and an apex angle sensor for detecting an angular state. The actual blur appears in all directions, but in order to cope with this, the front glass surface and the rear glass surface of the variable apex angle prism are configured to be rotatable about a direction shifted by 90 degrees from each other as a rotation axis. . Here, components that perform the same function are denoted by the same reference numerals, but the subscripts a and b indicate components shifted by 90 degrees. Note that some parts on the b side are not shown.

【0019】51は可変頂角プリズムの本体で、ガラス
板31、33、蛇腹部37および内部にシリコンオイル
等の液体からなる。ガラス板は保持枠38に一体的に接
着剤等を用いて取り付けられる。保持枠38は不図示の
固定部品との間で回転軸43を中心にして回動可能とな
っている。先にも説明した通り軸43aと軸43bは、
90度方向が異なっている。保持枠38上にはコイル4
5が一体的に設けられており、一方、不図示の固定部分
には、マグネット46、ヨーク47、48が設けられて
いる。したがって、コイルに電流を流すことにより可変
頂角プリズムは軸43回りに回動する。保持枠38から
一体的に伸びた腕部分40の先端にはスリット39があ
り、固定部分に設けられたiRED素子等の発光素子4
1と、PSD等の受光素子があり頂角センサーを構成し
プリズムの偏移状態を検出する。
Reference numeral 51 denotes a main body of the variable apex angle prism, which is composed of glass plates 31, 33, bellows 37, and a liquid such as silicon oil inside. The glass plate is integrally attached to the holding frame 38 using an adhesive or the like. The holding frame 38 is rotatable about a rotation shaft 43 between the holding frame 38 and a fixed component (not shown). As described above, the shaft 43a and the shaft 43b
The 90 degree directions are different. The coil 4 is placed on the holding frame 38.
5 are provided integrally, while a fixed portion (not shown) is provided with a magnet 46 and yokes 47 and 48. Therefore, the variable apex angle prism is rotated around the axis 43 by passing a current through the coil. A slit 39 is provided at the tip of an arm portion 40 integrally extending from the holding frame 38, and a light emitting element 4 such as an iRED element provided at a fixed portion is provided.
1 and a light receiving element such as a PSD to constitute a vertex angle sensor for detecting the deviation state of the prism.

【0020】図11にはこの可変頂角プリズムを補正手
段として有するぶれ防止手段を、撮影レンズと組み合わ
せた防振制御システムのブロック構成図を示す。
FIG. 11 is a block diagram of an image stabilizing control system in which a shake preventing means having the variable apex angle prism as a correcting means is combined with a photographing lens.

【0021】図において51は可変頂角プリズム、5
3、54は前述した構成の頂角センサー63、64は頂
角センサーの出力を増幅する検出回路部、55はマイク
ロコンピューター、56、57はぶれ検出手段である。
マイクロコンピューター55では頂角センサーにより検
出された角度状態と、ぶれ検出手段56、57の検出結
果に応じてぶれを除去するのに最適な角度状態に可変頂
角プリズムの角度状態を制御するために、アクチュエー
ター58、59に通電する電流を決定する。
In the drawing, reference numeral 51 denotes a variable apex angle prism, 5
Reference numerals 3 and 54 denote apex angle sensors 63 and 64 having the above-described configuration, a detection circuit unit for amplifying the output of the apex angle sensor, 55 a microcomputer, and 56 and 57 a shake detecting means.
The microcomputer 55 controls the angle state of the variable apex angle prism to an angle state detected by the apex angle sensor and an optimum angle state for removing the blur according to the detection results of the shake detecting means 56 and 57. , The current to be supplied to the actuators 58 and 59 is determined.

【0022】尚、主だった要素が二つのブロックより成
り立っているのは、90度ずれた2方向の制御をそれぞ
れ単独に行なうと仮定したためである。
Note that the main element is composed of two blocks because it is assumed that control in two directions shifted by 90 degrees is performed independently.

【0023】可変頂角プリズムの屈折率をn、プリズム
頂角をσ、入射光線と出射光線の間の角度をδとする
と、頂角の小さい範囲では以下の式があてはまる。
Assuming that the refractive index of the variable apex angle prism is n, the apex angle of the prism is σ, and the angle between the incident light beam and the outgoing light beam is δ, the following expression applies within a small range of the apex angle.

【0024】δ=(n−1)σ 例えばn=1.4の場合、可変頂角プリズムを5度傾け
ると光線は2度曲がることとなる。
Δ = (n−1) σ For example, when n = 1.4, if the variable apex angle prism is tilted by 5 degrees, the light beam will bend twice.

【0025】以上、可変頂角プリズムを用いた、ぶれ防
止手段に関して説明した。
In the above, the blur preventing means using the variable apex angle prism has been described.

【0026】[0026]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光学的
に像ブレを補正する補正光学部、特に可変頂角プリズム
を用いた防振光学系においては、像が偏向された時、つ
まり頂角を変化させた時に偏心歪曲収差が発生するとい
う欠点がある。以下にその説明をおこなう。
However, in a correction optical unit for optically correcting image blur, particularly in a vibration-proof optical system using a variable apex prism, when an image is deflected, that is, the apex angle is changed. There is a disadvantage in that decentering distortion occurs when this is done. The description is given below.

【0027】図3、図4は可変頂角プリズムの偏心歪曲
収差発生の様子を示す図である。図3は可変頂角プリズ
ム14の2枚の透明部材の内の物体側が光軸及び紙面の
双方に垂直な回転に依りσ傾いた時の軸上主光線16及
び軸外主光線17、18の様子を示すものである。いま
紙面内の回転方向をピッチ方向とし、ピッチ方向の手ブ
レに応じて(従来技術の項で述べた式に従って)軸上主
光線16がδ偏向されるように可変頂角プリズムを制御
したとすると、撮影レンズ系での画角ωの軸外主光線は
可変頂角プリズムにそれぞれφ1、φ2の角度で入射す
ることになる。もし偏向角(φ−ω)が全画面内で一定
でδに等しければ像面上では像は元の形を保ったまま偏
向されるが、実際には撮影レンズ系の画角に依ってφ
が、その結果各主光線の偏向角が異なり、同じ物体を撮
影したときの像面上の大きさが一様で無くなってくる。
これが偏心による歪曲収差である。
FIG. 3 and FIG. 4 are views showing the state of occurrence of eccentric distortion of the variable apex angle prism. FIG. 3 shows the relationship between the on-axis principal ray 16 and the off-axis principal rays 17, 18 when the object side of the two transparent members of the variable apex prism 14 is inclined by σ due to rotation perpendicular to both the optical axis and the paper surface. It shows the situation. It is now assumed that the rotation direction in the paper plane is the pitch direction, and the variable apex angle prism is controlled so that the axial principal ray 16 is δ-deflected (according to the equation described in the section of the prior art) in accordance with the camera shake in the pitch direction. Then, the off-axis principal ray having the angle of view ω in the photographing lens system is incident on the variable apex angle prism at angles of φ1 and φ2, respectively. If the deflection angle (φ−ω) is constant in the entire screen and equal to δ, the image is deflected on the image plane while maintaining its original shape. However, in actuality, φ depends on the angle of view of the photographing lens system.
However, as a result, the deflection angles of the principal rays are different, and the size on the image plane when the same object is photographed is not uniform.
This is distortion due to decentration.

【0028】図3の場合(φ2′−ω)が(φ1′−
ω)より大きくなるため、例えば図7(A)に示す様な
被写体の像は、図7(B)の様な形に歪む。尚、点線は
歪曲収差のない場合の理想像である。
In the case of FIG. 3, (φ2′−ω) is (φ1′−
ω), the image of the subject as shown in FIG. 7A is distorted into a shape as shown in FIG. 7B. Note that the dotted line is an ideal image when there is no distortion.

【0029】従って、手ぶれで生じる像ぶれを可変頂角
プリズムで像を逆方向に偏向して補正する防振光学系に
おいては、上述した通りの偏心歪曲収差があると、画面
中心の点と軸外の点で移動量が異なることになるので画
面中心で像ぶれを、補正したとしても周辺では、像の流
れを生じてしまう。図7(C)は(A)の様な被写体を
この様な偏心収差係数のある防振光学系で像ぶれ補正し
た結果である。
Therefore, in an image stabilizing optical system for correcting image blur caused by camera shake by deflecting the image in the opposite direction by a variable apex prism, if the above-described eccentric distortion is present, the point at the center of the screen and the axis Since the amount of movement differs at an outside point, even if image blurring is corrected at the center of the screen, an image flow occurs at the periphery. FIG. 7C shows the result of image blur correction of the object shown in FIG. 7A by using a vibration-proof optical system having such an eccentric aberration coefficient.

【0030】本発明の目的は、この問題点に鑑みて、光
学的性能の高い特に防振光学系で発生した歪曲収差を良
好に補正したビデオカメラを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a video camera which has high optical performance, and in particular, satisfactorily corrects distortion caused by an anti-vibration optical system.

【0031】そして本発明の特徴とする処は、対物レン
ズが形成する像のブレを光学的に補正する補正手段を具
備する補正装置において、前記光学像を電気信号に変換
する変換手段、前記補正手段によって生じる歪曲収差を
補正するために前記電気信号を信号処理する処理回路を
具備することにある。
A feature of the present invention resides in a correction apparatus including a correction unit for optically correcting a blur of an image formed by an objective lens, a conversion unit for converting the optical image into an electric signal, In order to correct the distortion caused by the means, a processing circuit for processing the electric signal is provided.

【0032】[0032]

【実施例】(実施例1)図1は本発明に係る可変頂角プ
リズムを用いた防振システムの第1実施例を表す図であ
る。1は像ブレ補正手段としての可変頂角プリズム、2
は撮影レンズ系、3は光学像を電気信号に変換するCC
D等の撮像素子、4は撮像素子からの信号を処理する信
号処理回路、5は光学系をふくむビデオカメラのぶれを
検出するぶれ検出センサ、6は可変頂角プリズムのヨー
ク、ピッチそれぞれの方向の回動角を検知するセンサ、
7は可変頂角プリズム1を5と6のセンサの情報によ
り、8の制御回路によって計算される振れ角だけ可変頂
角プリズム1を駆動する装置、9は撮影レンズ系のズー
ム位置(焦点距離)を検出するズームエンコーダ、10
は回動角センサ6の出力とエンコーダ9の出力をもとに
発生するであろう歪曲収差を算出する歪曲収差算出回
路、11は歪曲収差算出回路10の結果をもとに信号処
理回路4の出力に対して歪曲収差を補正させるように信
号処理する処理回路である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a view showing a first embodiment of an anti-vibration system using a variable apex angle prism according to the present invention. 1 is a variable apex angle prism as image blur correction means, 2
Is a photographing lens system, and 3 is a CC for converting an optical image into an electric signal.
An image sensor such as D, 4 is a signal processing circuit for processing a signal from the image sensor, 5 is a shake detecting sensor for detecting shake of a video camera including an optical system, 6 is a yoke of a variable apex prism, and directions of pitches. Sensor for detecting the rotation angle of
Reference numeral 7 denotes a device for driving the variable apex angle prism 1 by the deflection angle calculated by the control circuit 8 based on the information of the sensors 5 and 6, and 9 denotes a zoom position (focal length) of the photographing lens system. Zoom encoder that detects
Is a distortion calculation circuit for calculating a distortion that will be generated based on the output of the rotation angle sensor 6 and the output of the encoder 9, and 11 is a signal processing circuit 4 based on the result of the distortion calculation circuit 10. This is a processing circuit that performs signal processing so that distortion is corrected for the output.

【0033】次に図2に示すフローに従って、動作の説
明を行なう。まず、電源on(#001)の後、防振モ
ードか否かの判定が不図示の防振オン/オフ・スイッチ
の検知等によって行なわれる(#002)。防振モード
ではない時は、そのまま通常動作を行ない最初に戻る。
防振モードの時は、振れ検知センサーからのぶれ量情報
および回動角センサー6からの現在の可変頂角プリズム
回動情報を得た後、(#003)防振に必要な可変頂角
プリズム回動角の算出を行なう(#004)。次に、9
のエンコーダから得た撮影レンズのズーム位置(#00
5)と計算された必要とする可変頂角プリズム回動角と
から、撮像面で発生するであろう歪曲収差の値を後述す
る式に従って算出する(#006)。ここで、算出され
た歪曲収差の値が許容出来る範囲にあるかどうかで歪曲
収差補正を行なうかどうかの判断をし(#007)、行
なわないと判断した場合は通常のぶれ補正動作を行ない
(#012)、最初に戻る。算出された歪曲収差が大き
く、許容範囲を越えている場合には歪曲補正を行うが、
その際はまず通常のぶれ補正を、先に算出した必要可変
頂角プリズム回動角の情報に基づいて行う。そしてその
時の可変頂角プリズムの実際の回動角を回動角センサー
6から読みとり(#009)、ズーム位置エンコンダー
9の情報と合わせて、歪曲収差量(歪曲補正量)を算出
し(#010)、12の歪曲収差補正回路で信号処理回
路4の信号を更に処理して歪曲の収差補正を行う。
Next, the operation will be described according to the flow shown in FIG. First, after the power is turned on (# 001), it is determined whether or not the camera is in the image stabilization mode by detecting an image stabilization on / off switch (not shown) or the like (# 002). When the mode is not the image stabilization mode, the normal operation is performed as it is, and the process returns to the beginning.
In the anti-vibration mode, after obtaining the shake amount information from the shake detection sensor and the current variable apex angle prism rotation information from the rotation angle sensor 6, (# 003) the variable apex angle prism required for the image stabilization The rotation angle is calculated (# 004). Next, 9
Zoom position of the taking lens obtained from the encoder (# 00)
From 5) and the calculated required variable apex angle rotation angle, the value of the distortion that will occur on the imaging surface is calculated according to an expression described later (# 006). Here, it is determined whether or not to perform the distortion correction based on whether the calculated value of the distortion is within an allowable range (# 007). If it is determined that the correction is not to be performed, a normal blur correction operation is performed ( # 012), return to the beginning. When the calculated distortion is large and exceeds the allowable range, the distortion is corrected.
In that case, normal blur correction is first performed based on the information on the required variable apex angle prism rotation angle calculated previously. Then, the actual rotation angle of the variable apex angle prism at that time is read from the rotation angle sensor 6 (# 009), and the amount of distortion (distortion correction amount) is calculated together with the information of the zoom position encoder 9 (# 010). ), The distortion correction circuit 12 further processes the signal of the signal processing circuit 4 to perform distortion aberration correction.

【0034】次に、可変頂角プリズムの回動角と撮像面
上で発生する歪曲収差の関係について、図3、図4を用
いて説明する。従来技術の項で図3を用いてピッチ方向
のみ可変頂角プリズムを傾けた場合を述べたが、実際に
は光軸周りの各断面ではヨーク、ピッチ両方向が合わさ
って図4の様に成っている。尚σ1、σ2はヨーク軸
(ピッチ軸)からどれだけ傾いているかによって画面縦
横比との関係で求められる。図4において14は簡略化
した頂角が物体側σ1、像面側σ2の可変頂角プリズ
ム、15は撮影レンズ系、16は軸上主光線、17、1
8は撮影レンズ系での画角がωの軸外主光線である。い
まδ偏向した軸上主光線を中心とした可変頂角プリズム
を通しての画角を定義すれば、それは画面上下で異なり
それぞれω1′、ω2′となる。ω1′、ω2′は撮影
レンズ系の画角ω、可変頂角プリズムの頂角σ1、σ
2、可変頂角プリズム内部液体の屈折率nを用いて以下
のように表わされる。補正角δを δ=(n−1)・(σ1+σ2) として ω1′=φ1+δ そして、φ1は以下の2つの式を解いて得られる sin(ω+σ1)=n・sin(θ1+σ1) n・sin(θ1−σ2)= sin(φ1−σ2) ω2′=φ2+δ そして、φ2は以下の2つの式を解いて得られる。
Next, the relationship between the rotation angle of the variable apex angle prism and the distortion generated on the imaging surface will be described with reference to FIGS. Although the case where the variable apex angle prism is inclined only in the pitch direction has been described with reference to FIG. 3 in the section of the prior art, actually, in each section around the optical axis, both directions of the yoke and the pitch are combined as shown in FIG. I have. It should be noted that σ1 and σ2 can be obtained in relation to the screen aspect ratio depending on how much they are inclined from the yoke axis (pitch axis). In FIG. 4, reference numeral 14 denotes a variable apex prism with a simplified apex angle of σ1 on the object side and σ2 on the image plane side, 15 an imaging lens system, 16 an axial chief ray,
An off-axis principal ray 8 has an angle of view of ω in the taking lens system. If an angle of view through a variable apex prism centered on the δ-deflected on-axis principal ray is defined, the angle of view is ω1 ′ and ω2 ′, which are different between the upper and lower parts of the screen. ω1 ′ and ω2 ′ are the angle of view ω of the photographing lens system and the vertical angles σ1 and σ of the variable vertical angle prism.
2. It is expressed as follows using the refractive index n of the liquid inside the variable apex prism. Assuming that the correction angle δ is δ = (n−1) · (σ1 + σ2), ω1 ′ = φ1 + δ Then, φ1 is obtained by solving the following two equations: sin (ω + σ1) = n · sin (θ1 + σ1) n · sin (θ1) −σ2) = sin (φ1−σ2) ω2 ′ = φ2 + δ Then, φ2 is obtained by solving the following two equations.

【0035】 sin(ω−σ1)=n・sin(θ2−σ1) n・sin(θ2+σ2)= sin(φ2+σ2) さらに、画角と像高の関係 y′=f・tanω の関係を用いてSin (ω−σ1) = n · sin (θ2−σ1) n · sin (θ2 + σ2) = sin (φ2 + σ2) Further, the relationship between the angle of view and the image height, y ′ = f · tanω, is used.

【0036】[0036]

【外1】 などと表わすことができる。[Outside 1] And so on.

【0037】よって歪曲収差補正量は、画角つまり像高
と撮影レンズ系の全系焦点距離そして、頂角可変プリズ
ムの回動角をパラメータとしてその量が決定されること
になる。よって、各像高でそれぞれ計算を行って補正量
を決めることになる。
Accordingly, the amount of distortion correction is determined by using the angle of view, ie, the image height, the total focal length of the photographing lens system, and the turning angle of the apex angle variable prism as parameters. Therefore, the correction amount is determined by performing calculations at each image height.

【0038】実施例1の場合、歪曲収差の補正は歪曲収
差が許容範囲を越えていれば、いつでも行われていた
が、公知のオートフォーカス装置を搭載したカメラで
は、合焦動作時に画面にボケが生じている場合には合焦
状態に至るまでの間は歪曲補正を行わない方が望まし
い。そこで図5に示す様にオートフォーカス回路等から
撮影レンズが合焦動作中であるかどうかの情報を得て、
合焦動作中は、合焦点に至までの間歪曲収差補正を行わ
ないようにする。図5のフローチャートは、図2のフロ
ーチャートにステップ#020を追加した点にある。こ
うすることで、歪曲収差補正にかかる時間を省略できる
ためその分オートフォーカスの精度、速度を高めること
ができる。
In the case of the first embodiment, the correction of the distortion is always performed as long as the distortion exceeds the allowable range. However, in the case of a camera equipped with a known auto-focusing device, the image is blurred during the focusing operation. In the case where convergence occurs, it is desirable not to perform the distortion correction until the focusing state is reached. Therefore, as shown in FIG. 5, information as to whether or not the taking lens is in focus operation is obtained from an auto focus circuit or the like,
During the focusing operation, the distortion is not corrected until the focal point is reached. The flowchart of FIG. 5 is different from the flowchart of FIG. 2 in that step # 020 is added. By doing so, the time required for correcting the distortion can be omitted, so that the accuracy and speed of the autofocus can be increased accordingly.

【0039】又、実施例1の歪曲収差算出を行うに当っ
て、可変頂角プリズム回動角、ズーム位置から演算を行
って求めたが、通常図2に示すフローチャートのループ
は1同期(1/60)秒ごとに行うため、演算に要する
時間がかかりすぎたり、また演算を行う演算装置(マイ
クロコンピュータ等)が複雑になる場合がある。そこで
本実施例では、図6に示す通り、可変頂角プリズム回動
角、ズーム位置による像面上の位置に応じた歪曲収差量
を予め記憶装置13にテーブルとして記憶しておく様に
する。実際の動作では図2のフローで歪曲収差量算出の
やり方が演算から記憶されたテーブルとの照合にかわる
ことになる。
Further, when calculating the distortion in the first embodiment, the distortion is calculated from the rotation angle of the variable apex prism and the zoom position. Usually, the loop of the flowchart shown in FIG. // 60) seconds, so that it takes too much time for the operation, and an arithmetic unit (microcomputer or the like) for performing the operation may be complicated. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, the amount of distortion according to the position of the variable apex prism rotation angle and the zoom position on the image plane is stored in the storage device 13 in advance as a table. In the actual operation, the method of calculating the amount of distortion in the flow of FIG. 2 is replaced with the comparison with the stored table from the calculation.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上述べた様に本発明によれば、可変頂
角プリズムを用いた画像ぶれ補正装置において、可変頂
角プリズムで発生する歪曲収差を撮像素子からの映像信
号を加工することで行うことにより可変頂角プリズムの
欠点である偏心による歪曲収差の問題を効果的に解決す
ることができる。
As described above, according to the present invention, in the image blur correction device using the variable apex angle prism, the distortion generated by the variable apex angle prism is processed by processing the video signal from the image sensor. By doing so, the problem of distortion due to decentering, which is a disadvantage of the variable apex angle prism, can be effectively solved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の1実施例を表すブロック図FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention.

【図2】本発明実施例1の動作フローチャートを示す図FIG. 2 is a diagram showing an operation flowchart of the first embodiment of the present invention.

【図3】歪曲収差算出の原理図FIG. 3 is a diagram illustrating the principle of calculating distortion.

【図4】歪曲収差算出の原理図FIG. 4 is a diagram illustrating the principle of calculating distortion;

【図5】本発明実施例2の動作フロー図FIG. 5 is an operation flowchart of the second embodiment of the present invention.

【図6】本発明実施例3のブロック図FIG. 6 is a block diagram of a third embodiment of the present invention.

【図7】可変頂角プリズムによって発生する歪曲収差を
表わす図
FIG. 7 is a diagram showing distortion generated by a variable apex angle prism;

【図8】像ブレが発生する様子を示す図FIG. 8 is a diagram showing a state in which image blur occurs.

【図9】像ブレを軽減させる頂角可変プリズムの動作を
示す図
FIG. 9 is a diagram showing an operation of a variable apex angle prism for reducing image blur;

【図10】像ブレを軽減させる頂角可変プリズムの動作
を示す図
FIG. 10 is a diagram showing the operation of a variable apex angle prism for reducing image blur;

【図11】像ブレを補正する制御回路のブロック図を示
す図
FIG. 11 is a block diagram showing a control circuit for correcting image blur;

【図12】頂角可変プリズムの分解斜視図FIG. 12 is an exploded perspective view of a variable apex angle prism.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 対物レンズが形成する光学像のブレを光
学的に補正する補正手段を具備する像ブレ補正装置であ
って、前記光学像を電気信号に変換する変換手段、前記
補正手段によって生じる歪曲収差を補正するために前記
電気信号を信号処理する処理手段を具備することを特徴
とする像ブレ補正装置。
1. An image blur correction device comprising a correction unit for optically correcting a blur of an optical image formed by an objective lens, wherein the conversion unit converts the optical image into an electric signal, and the correction unit generates the electric image. An image blur correction apparatus, comprising: a processing unit that performs signal processing on the electric signal in order to correct distortion.
【請求項2】 前記対物レンズの焦点距離と前記補正手
段の補正量に応じて前記処理手段は、歪曲収差の補正量
を変化させるように前記電気信号を信号処理することを
特徴とする請求項1の像ブレ補正装置
Wherein said processing means in accordance with the correction amount of the focal distance and the correction means of the objective lens, to the signal processing the electrical signals to vary the amount of correction of distortion
The image blur correction device according to claim 1, wherein:
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